Orientador: Rodrigo Braga Moruzzi / Banca: Sidney Seckler Ferreira Filho / Banca: André Luiz de Oliveira / Banca: Samuel Conceição de Oliveira / Banca: Maria da Graça Bontempo Vaz Rasteiro / Resumo: Este trabalho visa estabelecer um procedimento para a obtenção de parâmetro cinético de agregação por método direto e dinâmico, livre de distúrbios analíticos significativos, como a sedimentação de partículas e com resultados obtidos através do auxílio do equipamento PDA (Photometric Dispersion Analyser) juntamente com técnica que utiliza análise digital de imagem com dados tratados por software específico. A modelagem do processo foi realizada por meio da adaptação da modelagem clássica de agregação e ruptura com vistas à obtenção dos parâmetros cinéticos do processo de floculação diretamente no início da etapa de agregação das partículas que ocorre nos primeiros segundos do processo de floculação. Foi possível estabelecer uma relação entre a resposta do equipamento PDA e apenas o crescimento no diâmetro dos agregados formados no início do processo de floculação, informação obtida por meio de técnica de análise de imagem, assim possibilitando a correlação entre ambos os parâmetros e obtenção do coeficiente de agregação do modelo cinético. Os resultados da pesquisa auxiliam no entendimento do fenômeno e do processo de floculação, etapa essa fundamental para o desempenho de sistemas de tratamento de água para abastecimento / Abstract: This work aims to establish a procedure for obtaining a kinetic parameter of aggregation by direct and dynamic method, free of significant analytical disturbances, such as particle sedimentation and with results obtained through the aid of PDA (Photometric Dispersion Analyzer) equipment together with technique that uses digital image analysis with data processed by specific software. The process modeling was performed by adapting the classical aggregation and rupture modeling to obtain the kinetic parameters of the flocculation process directly at the beginning of the particle aggregation step that occurs in the first seconds of the flocculation process. It was possible to establish a relationship between the response of the PDA equipment and only the growth in the diameter of the aggregates formed at the beginning of the flocculation process, information obtained by image analysis technique, thus enabling the correlation between both parameters and obtaining the coefficient. of aggregation of the kinetic model. The results of the research help in understanding the phenomenon and the flocculation process, a step that is fundamental for the performance of water treatment systems for water supply / Doutor

Foram conduzidos dois experimentos com o intuito de se avaliar o desempenho, características de carcaça e parâmetros ruminais de bovinos Nelore recebendo dietas contendo grãos de milho flint processados de diferentes formas em associação a diferentes aditivos e níveis de FDN de silagem de milho (FDNf). No Experimento 1, 239 tourinhos (PCI=350±26,79kg) foram alojados em 40 baias de acordo com o peso corporal inicial e receberam dietas contendo dois tipos de processamento dos grãos de milho (moagem fina e floculação) e diferentes aditivos (monensina sódica; 25 ppm e formulação A062 a base de virginiamicina; produto teste, não comercial, fornecido pela Ourofino Saúde Animal; nas dosagens de 17 e 25 ppm), totalizando 8 tratamentos. Os dados foram analisados pelo PROC MIXED do SAS. A floculação aumentou o peso final, o ganho de peso diário, a eficiência alimentar, o peso da carcaça quente e tendeu a aumentar o rendimento de carcaça em comparação a moagem fina. Houve tendência de interação entre processamento e fornecimento de aditivos para a ingestão de matéria seca e ganho de peso diário. A floculação reduziu o teor de amido fecal, aumentou a digestibilidade do amido no trato total, aumentou os valores de energia liquida para manutenção e ganho da dieta e o numero médio de papilas ruminais. Os aditivos aumentaram a altura, largura e área das papilas e reduziram a espessura de faixa de queratina em relação ao tratamento controle. Houve tendência das formulações a base de virginiamicina aumentarem o peso da carcaça quente dos animais em comparação com a monensina sódica, mas não em relação ao tratamento controle sem aditivo. A floculação foi mais efetiva para aumentar a digestiblidade do amido no trato total, o valor energético do milho e o desempenho dos bovinos enquanto que os aditivos não foram efetivos para aumentar o valor energético das dietas e a eficiência alimentar dos animais. No Experimento 2, 237 tourinhos (PCI=350±28,49kg) foram alojados em 32 baias de acordo com o peso corporal inicial e receberam dietas contendo dois tipos de processamento (moagem grosseira e floculação) e diferentes níveis de FDNf (4; 7; 10 e 13% MS), totalizando 8 tratamentos. Os dados foram analisados pelo PROC MIXED do SAS. A floculação tendeu a aumentar a eficiência alimentar, o peso da carcaça quente e a espessura de gordura subcutânea, reduziu o teor de amido fecal, aumentou a digestibilidade do amido no trato total como também aumentou os valores de energia liquida para manutenção e para ganho das dietas. Os níveis de FDNf afetaram ingestão de matéria seca e o peso da carcaça quente independente do método de processamento. Houve tendência de aumento linear no GPD e tendência de redução quadrática na eficiência alimentar com inclusão crescente de FDNf. A inclusão de silagem de milho em dietas com alto teor de milho flint reduziu a eficiência alimentar dos animais, mas aumentou o peso da carcaça quente. A floculação aumentou o valor energético do cereal para tourinhos Nelore em dietas com alto teor de energia. / Two experiments were conducted to evaluate animal performace, carcass characteristics and ruminal parameters of Nellore bulls fed with diets containing flint corn processed by different methods in association with additives and FDN levels of corn silage (FDNf).In the first experiment, two hundred and trhirty nine Nellore bulls (IBW=350±26.79kg) were blocked based on their initial body weight and randomly divided into 40 pens. The objective was to evaluate two different corn processing methods (fine ground and steam-flaked corn) and additives (monensin; 25 ppm and A062 formulation based on virginiamycin; test product, non-commercial, provided by Ourofino Saude Animal; 17 or 25 ppm), a total of 8 treatments. Data were analyzed using PROC MIXED of SAS. Steam-flaking increased the final body weight, average daily gain, feed efficiency, hot carcass weight and tended to increase the carcass yield. There was a tendency of interaction between corn processing and feed additives for dry matter intake and daily weight gain. Steam-flaking decreased fecal starch, increased total tract starch digestibility and increased net energy for maintenance and net energy for gain values of the diet and increased average number of papillae. Additives increased papillae leight, width, and area and decreased keratin strip thickness in comparison to the control diet. There was a tendency of A062 formulations based on virginiamycin to increase hot carcass weight in comparison to monensin, but not in relation to the control treatment, without additive. Steam-flaking was more effective to increase total tract starch digestibility, corn energy values and animal performace while the feed additives were not effective to increase the net energy value of the diets and animal feed efficiency. In the second experiment, two hundred and thirty seven Nellore bulls (IBW=350±28.49kg) were blocked based on their initial body weight and randomly divided into 32 pens. The objective was to evaluate two different corn processing methods (ground and steam-flaked corn) and four FDNf levels (4; 7; 10; 13 %DM), a total of 8 treatments. Data were analyzed using PROC MIXED of SAS. Steam flaking tended to increase feed efficiency, hot carcass weight and fat thickness, decreased fecal starch, increased total tract starch digestibility and net energy for maintenance and net energy for gain diet values. Independent of corn processing, FDNf levels affected dry matter intake and hot carcass weight. There was a tendency of linear increase in daily weight gain and tendency of quadractic reduction on feed efficiency increasing FDNf levels. Corn silage in high grain diets decreased animal feed efficiency, but increased hot carcass weight. Steam-flaking increased the cereal energy value for Nellore bulls fed grain concentrate diets.

Dentre as características desejáveis em leveduras fermentadoras alcóolicas estão a capacidade de floculação, a não produção de H2S e o caráter "killer". Neste trabalho foram selecionadas sete linhagens de Saccharomyces cerevisiae com algumas destas características, que passaram por testes confirmativos e pela cariotipagem eletroforética resultando na escolha de duas linhagens: ATCC 26602 (altamente floculante) e K1 (H2S - e possuidoras do caráter "killer"). Estas linhagens foram utilizadas em um cruzamento via fusão de protoplasto para se obter um produto de fusão estável com as características de interesse tecnológico. Na seleção das linhagens híbridas com base em caracteres naturais foram isolados 1291 híbridos em meio seletivo e entre essas colônias somente 1,5% foram inicialmente consideradas híbriadas. Após três subcultivos em YEPD líquido, estes produtos de fusão não se mostraram estáveis. / Flocculative and "killer" skills and lack in production of H2S are desirable characteristics of the ethanolic fermentative yeasts. Seven selected strains of Saccharomyces cerevisiae with some of these characteristics were evaluated for confirmation of these habilities and their genetic characterization was undertaken by eletrophoretic kariotyping. The strain ATCC 26602 had flocculant hability and the strain K1 was H2S - and "killer". The strains were selected for protoplast fusion aiming to obtain a stable fusion strain with these desirable technologyc characteristics. The selection of the hybrid strains were based on natural characters and have shown 1291 hybrids (frequency of 1,5%) in the medium for the isolation of the fusionants (protoplasts). The protoplast stability were monitored by three continuous growth in the YEPD liquid midium and the stable fusion products were not obtained.

Orientador: Pedro de Oliva Neto / Banca: Valéria Marta Gomes de Lima / Banca: Rubens Monti / Resumo: Durante a de fermentação alcoólica industrial, contaminações são comuns no meio fermentativo, causadas por bactérias e/ou leveduras selvagens. Um dos principais problemas devido a contaminações microbianas é a floculação das leveduras, responsável por dificuldades operacionais na indústria e implicações econômicas. A floculação pode ser resolvida por um tratamento enzimático à base de proteases, que agem na parede celular da levedura, substituindo o tratamento convencional, que emprega ácido sulfúrico. No entanto, o tratamento enzimático é economicamente inviável para a aplicação industrial. Para reduzir esses custos, o presente trabalho estudou duas técnicas para reutilizar a atividade catalítica da papaína. A primeira foi baseada na recuperação da enzima livre pela centrifugação da suspensão de leveduras. A segunda foi a imobilização da enzima nos suportes quitina e bagaço de cana (celulose). A enzima foi imobilizada em quitina tratada ou não com glutaraldeído, empregando diferentes concentrações de polietilenoimina, perfazendo 6 diferentes protocolos de imobilização em quitina. A imobilização em bagaço de cana foi efetuada pela ativação da celulose com ácido periódico. A quantidade de proteína imobilizada e os rendimentos da atividade da enzima imobilizada foram muito baixos nas técnicas de imobilização. A atividade específica da enzima imobilizada, no entanto, foi satisfatória em algumas imobilizações, com exceção daquelas que utilizaram suporte tratado com glutaraldeído, mostrando o efeito negativo desse reagente sobre a papaína e a importância do aprimoramento dessa técnica. A suspensão de leveduras tratada com papaína livre foi centrifugada e esse processo foi realizado 14 vezes, usando a mesma papaína recuperada. O uso de SDS nesse processo para potencializar a desfloculação celular... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: During the industrial alcoholic fermentation contaminations are common due to bacterium and/or wild yeasts in the wort. One of the principal problems due to microbial contaminations is the yeasts flocculation, responsible by industrial operational difficulties and economic implications. The flocculation can be solved by protease enzymatic treatment, which acts on the yeast cellular wall, changing the conventional treatment, which employs sulfuric acid. However, the enzymatic treatment is economically impracticable for industrial application. In order to reduce these costs, this work studied two techniques to reuse the catalytic activity of papain. The first one was based on the free enzyme recuperation by yeast suspension centrifugation. The second one was the enzyme immobilization on chitin and sugar cane bagasse (cellulose) supports. The enzyme was immobilized on treated or nontreated chitin with glutaraldehyde, using different concentrations of polyethylenimine, resulting in 6 different immobilization techniques on chitin. The immobilization on cane bagasse was made by cellulose activation with periodic acid. The quantity of immobilized protein and its activity yields were very low in the immobilization techniques. Nevertheless, the specific activity of the immobilized enzyme was satisfactory in several immobilizations, except those which have used treated-support with glutaraldehyde, showing the negative effect of this reagent on papain and the importance of improvement of this technique. The yeast suspension treated with free papain in solution was centrifuged and this process was done 14 times, using the same recovered papain. The use of SDS in this process to improve the cell deflocculation wasn't efficient. The yeast cell suspension centrifugation after free-enzyme treatment must be studied to industrial purposes. / Mestre

Foram conduzidos dois experimentos com o intuito de se avaliar o desempenho, características de carcaça e parâmetros ruminais de bovinos Nelore recebendo dietas contendo grãos de milho flint processados de diferentes formas em associação a diferentes aditivos e níveis de FDN de silagem de milho (FDNf). No Experimento 1, 239 tourinhos (PCI=350±26,79kg) foram alojados em 40 baias de acordo com o peso corporal inicial e receberam dietas contendo dois tipos de processamento dos grãos de milho (moagem fina e floculação) e diferentes aditivos (monensina sódica; 25 ppm e formulação A062 a base de virginiamicina; produto teste, não comercial, fornecido pela Ourofino Saúde Animal; nas dosagens de 17 e 25 ppm), totalizando 8 tratamentos. Os dados foram analisados pelo PROC MIXED do SAS. A floculação aumentou o peso final, o ganho de peso diário, a eficiência alimentar, o peso da carcaça quente e tendeu a aumentar o rendimento de carcaça em comparação a moagem fina. Houve tendência de interação entre processamento e fornecimento de aditivos para a ingestão de matéria seca e ganho de peso diário. A floculação reduziu o teor de amido fecal, aumentou a digestibilidade do amido no trato total, aumentou os valores de energia liquida para manutenção e ganho da dieta e o numero médio de papilas ruminais. Os aditivos aumentaram a altura, largura e área das papilas e reduziram a espessura de faixa de queratina em relação ao tratamento controle. Houve tendência das formulações a base de virginiamicina aumentarem o peso da carcaça quente dos animais em comparação com a monensina sódica, mas não em relação ao tratamento controle sem aditivo. A floculação foi mais efetiva para aumentar a digestiblidade do amido no trato total, o valor energético do milho e o desempenho dos bovinos enquanto que os aditivos não foram efetivos para aumentar o valor energético das dietas e a eficiência alimentar dos animais. No Experimento 2, 237 tourinhos (PCI=350±28,49kg) foram alojados em 32 baias de acordo com o peso corporal inicial e receberam dietas contendo dois tipos de processamento (moagem grosseira e floculação) e diferentes níveis de FDNf (4; 7; 10 e 13% MS), totalizando 8 tratamentos. Os dados foram analisados pelo PROC MIXED do SAS. A floculação tendeu a aumentar a eficiência alimentar, o peso da carcaça quente e a espessura de gordura subcutânea, reduziu o teor de amido fecal, aumentou a digestibilidade do amido no trato total como também aumentou os valores de energia liquida para manutenção e para ganho das dietas. Os níveis de FDNf afetaram ingestão de matéria seca e o peso da carcaça quente independente do método de processamento. Houve tendência de aumento linear no GPD e tendência de redução quadrática na eficiência alimentar com inclusão crescente de FDNf. A inclusão de silagem de milho em dietas com alto teor de milho flint reduziu a eficiência alimentar dos animais, mas aumentou o peso da carcaça quente. A floculação aumentou o valor energético do cereal para tourinhos Nelore em dietas com alto teor de energia. / Two experiments were conducted to evaluate animal performace, carcass characteristics and ruminal parameters of Nellore bulls fed with diets containing flint corn processed by different methods in association with additives and FDN levels of corn silage (FDNf).In the first experiment, two hundred and trhirty nine Nellore bulls (IBW=350±26.79kg) were blocked based on their initial body weight and randomly divided into 40 pens. The objective was to evaluate two different corn processing methods (fine ground and steam-flaked corn) and additives (monensin; 25 ppm and A062 formulation based on virginiamycin; test product, non-commercial, provided by Ourofino Saude Animal; 17 or 25 ppm), a total of 8 treatments. Data were analyzed using PROC MIXED of SAS. Steam-flaking increased the final body weight, average daily gain, feed efficiency, hot carcass weight and tended to increase the carcass yield. There was a tendency of interaction between corn processing and feed additives for dry matter intake and daily weight gain. Steam-flaking decreased fecal starch, increased total tract starch digestibility and increased net energy for maintenance and net energy for gain values of the diet and increased average number of papillae. Additives increased papillae leight, width, and area and decreased keratin strip thickness in comparison to the control diet. There was a tendency of A062 formulations based on virginiamycin to increase hot carcass weight in comparison to monensin, but not in relation to the control treatment, without additive. Steam-flaking was more effective to increase total tract starch digestibility, corn energy values and animal performace while the feed additives were not effective to increase the net energy value of the diets and animal feed efficiency. In the second experiment, two hundred and thirty seven Nellore bulls (IBW=350±28.49kg) were blocked based on their initial body weight and randomly divided into 32 pens. The objective was to evaluate two different corn processing methods (ground and steam-flaked corn) and four FDNf levels (4; 7; 10; 13 %DM), a total of 8 treatments. Data were analyzed using PROC MIXED of SAS. Steam flaking tended to increase feed efficiency, hot carcass weight and fat thickness, decreased fecal starch, increased total tract starch digestibility and net energy for maintenance and net energy for gain diet values. Independent of corn processing, FDNf levels affected dry matter intake and hot carcass weight. There was a tendency of linear increase in daily weight gain and tendency of quadractic reduction on feed efficiency increasing FDNf levels. Corn silage in high grain diets decreased animal feed efficiency, but increased hot carcass weight. Steam-flaking increased the cereal energy value for Nellore bulls fed grain concentrate diets.

Orientador: Rodrigo Braga Moruzzi / Resumo: Esta dissertação teve como objetivos a investigação da resistência e do recrescimento de flocos, produzidos durante a floculação de água destinada ao abastecimento, e foi dividida em duas etapas. Em primeiro lugar a resistência de agregados à quebra induzida por distúrbio hidrodinâmico foi investigada por meio de três técnicas macroscópicas de medição, a saber: fator de resistência (FR), a tensão local () e o coeficiente de resistência do floco (. Num segundo momento a capacidade de recuperação do tamanho dos agregados foi investigada. O diâmetro estável (d) e o parâmetro característico da função de distribuição de tamanho de agregados (β) foram utilizados para analisar o processo refloculação após a quebra induzida dos agregados. Para obtenção das variáveis de interesse, foi utilizado método não intrusivo de análise de imagem e equipamento baseado em dispersão de luz. As águas de estudo foram preparadas em laboratório a partir de solução de ácido húmico (água tipo 1) e suspensão de caulinita (tipo 2), e coaguladas por dosagem de sal de alumínio em região do mecanismo de varredura. A floculação ocorreu em gradientes de velocidade médios (G) entre 20 e 120 s-1 , e a ruptura ocorreu sob condições controladas com Gquebra de 800 s-1 por 10 segundos. Após a ruptura, a condição inicial foi reestabelecida para análise da recuperação de tamanho do agregado. Os resultados mostraram, para as duas água de estudo, uma tendência crescente para FR em resposta ao aumento de G. A mesma te... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This dissertation has aimed to investigate the strength and re-growth during the flocculation of drinking water, and was divided into two steps. The first one was investigate the rupture of floc caused by shear induced forces through three macroscopic techniques, namely: strength factor (FR), the average strength per unit area at the plane of rupture () and the floc strength coefficient (. The second one was investigate the re-growth ability of flocs. The stable diameter (d) and the characteristic parameter of the aggregate size distribution function (β) were used to analyze the re-growth process after the induced breakage of the aggregates. The method was based on a non-intrusive image analysis monitoring technique and a light scattering equipment. The study waters were prepared in laboratory from humic acid solution (water type 1) and kaolinite suspension (type 2) and coagulated by dosing aluminum salt in the region of the “sweep flocculation” mechanism. The flocculation occurred for average velocity gradients (G) from 20 to 120 s-1 and the breakage occurred under controlled conditions for Gquebra of 800 s-1 for 10 seconds. After breakage, the initial condition was re-established for aggregate size recovery analysis. For the two study waters the results showed an increasing trend for FR in response to the increase of G. The same trend was observed for  which may indicate that high agitation conditions produce more resistant flocs. The reflocculation analysis results sho... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2012-10-22T14:41:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 224900.pdf: 648874 bytes, checksum: 2a60966b613c403ac26906b2ad505f4d (MD5) / Nos matadouros e frigoríficos os efluentes são volumosos e representam um sério problema pelo alto teor de matéria orgânica, necessitando portanto de um tratamento eficaz para redução da mesma. Nesse sentido o tratamento primário desempenha um importante papel por ser responsável pela eliminação de grande parte da carga poluidora do despejo e de seu condicionamento para as etapas posteriores. No presente trabalho foi avaliada a eficiência do processo de flotação em escala laboratorial como tratamento primário de efluentes de abatedouro de aves. Na primeira etapa do trabalho avaliou-se o desempenho dos coagulantes SF-PIX, CF-PIX, SF-LEMA e PAC juntamente com o floculante FLONEX 9073. As máximas eficiências de remoção de turbidez, SS, OG, DQOt, fósforo e NO3- atingidas foram: 97%, 96%, 90%, 82%, 98% e 90%, respectivamente. Em termos gerais, o coagulante SF-PIX proporcionou os melhores resultados, reduzindo de forma significativa a carga poluidora do efluente. A segunda etapa do trabalho consistiu em avaliar a influência da taxa de aeração no processo de flotação, para tanto utilizou-se o SF-PIX e o floculante FLONEX 9073 aplicando vazões de gás que oscilaram entre 0,2 a 1,0 L.min-1. Pôde-se constatar que vazões de ar mais elevadas requerem um menor tempo para consolidação do tratamento. A qualidade do efluente ao processo em termos de remoção dos parâmetros físico-químicos foi sensivelmente afetada pela taxa de aeração, a utilização da vazão de 0,2 L.min-1 resultou nas melhores eficiências, principalmente para turbidez, cor e DQO. O processo de flotação mostrou ser muito eficiente para condicionamento do efluente em questão, atingindo altos índices de remoção dos parâmetros físico-químicos, destacando-se a elevada redução da carga de nutrientes.

Foram estudados processos integrados para o tratamento e reciclagem de água de um lava rápido comercial (LRC) e de efluentes de um posto de manutenção de locomotivas (PML), em nível de bancada e piloto. Os processos envolvidos foram a floculação-flotação em coluna, seguida de filtração em areia (FFC-A) e polimento com hipoclorito de sódio e adsorção em carvão ativado. A caracterização dos efluentes do LRC, com amostras coletadas afluentes de um separador (caixa) água-óleo – SAO, analisou concentrações médias de surfactantes de 20 mg.L-1 (dez vezes superiores ao limite de emissão local – 2 mg.L-1), baixas tensões superficiais (33 mN.m-1), cargas orgânicas moderadas (DQO = 239 mg.L-1 e DBO = 104 mg.L-1) e concentrações de coliformes totais de 2,4E+06 N.M.P.100mL-1 e de E. coli de 5,2E+02 N.M.P.100mL-1. O estudo de reciclagem de água no LRC foi dividido em duas campanhas. Na Campanha 1, com o processo FFC-A, a água de reúso apresentou uma alta clarificação (turbidez = 8 NTU). Entretanto, os resultados mostraram uma tendência de aumento tanto da concentração da DBO como da condutividade do efluente em função dos ciclos de água. Foi verificada ainda, uma alta concentração de coliformes totais e de E. coli no efluente, que foram causadores, entre outros fatores, de maus odores na pista de lavagem. Na Campanha 2, com a inclusão de uma cloração final (hipoclorito de sódio) ao tratamento proposto (FFC-AC), os coliformes totais e E. coli foram reduzidos em 92 e 96%, respectivamente, e além da elevada clarificação na água de reúso (turbidez média de 10 NTU), os odores não foram perceptíveis. Ao longo de todo o estudo no LRC, um percentual de reciclagem de água próximo a 70% foi alcançado, com mais de 2800 carros lavados usando um volume médio de 130 L por veículo. As principais vantagens do sistema incluíram a redução de emissão de efluentes na rede de drenagem pluvial e do consumo de água potável, utilizada apenas no enxágue final dos veículos como água de makeup. O risco microbiológico do efluente e da água de reúso do LRC foi estimado com a utilização de um modelo do tipo beta-Poisson e o micro-organismo E. coli como agente etiológico. Os resultados mostraram que, em um cenário de exposição dos usuários (clientes) do LRC, o risco foi sempre baixo. Entretanto, esse risco foi relativamente alto (1,0E-01, no caso do efluente e 3,7E-03, para a água de reúso) para os operadores. Um limite de 200 N.M.P.100 mL-1 de E. coli na água de reúso foi proposto para que o risco aos operadores seja aceitável (10-3) e uma dosagem de hipoclorito de sódio em concentrações entre 15 e 20 mgCl2.L-1 (obtida em estudos de bancada) foi sugerida para atingir este nível de desinfecção. A partir deste aprimoramento da dosagem de cloro e testes de jarros em laboratório com diferentes reagentes (polímero base tanino – PBT e cloreto de polialuminio – PAC), foi aplicado um balanço de massa para estimar as concentrações de parâmetros de qualidade na água de reúso com o aumento do número de ciclos de água. Os resultados indicaram que, para 70% de reciclagem de água, as concentrações de SDT e de íons cloreto estabilizaram a partir do 40° ciclo para os dois reagentes avaliados e foram menores que os valores limites de referência da literatura (SDT = 1000 mg.L-1 e íons cloreto = 400 mg.L-1), sugerindo um baixo potencial corrosivo desta água tratada. Uma pré-avaliação econômica operacional do sistema de reciclagem de água mostrou que o payback do equipamento FFC-A poderia ocorrer em um tempo próximo de 62 meses. Com relação aos estudos realizados no PML, foram observadas as seguintes características do efluente: pH alcalino, baixa biodegradabilidade, elevada carga orgânica (DQO = 1608 mg.L-1 e DBO = 525 mg.L-1) e de surfactantes (17 mg.L-1) e a presença de micro-organismos fecais (E. coli = 2,4E+05 NMP.100mL-1). O efluente não atendeu aos padrões de emissão local dos parâmetros pH, DBO, DQO, SST, óleos e graxas, surfactantes, sulfetos e fósforo, o que mostra um alto potencial poluidor aos corpos receptores. O tratamento proposto em nível piloto, com etapas de equalização, coagulação e processo FFC-A, foi altamente eficiente na remoção/redução dos parâmetros: turbidez (97%), SST (91%), DQO (76%), DBO (70%), fósforo (80%), nitrogênio (57%), sulfeto (76%) e óleos e graxas (51%). Com exceção a DQO, DBO e surfactantes, os demais parâmetros de qualidade monitorados foram enquadrados nos limites de emissão, sendo que um polimento com carvão ativado (3 kg.m-3, pH 7 e tr = 30 min), em nível de bancada, possibilitaria o enquadramento de todos os parâmetros analisados do efluente final aos limites de emissão locais (Resolução Consema n.° 128/2006). Os estudos de cloração com hipoclorito de sódio em laboratório indicaram uma dosagem de cloro muito elevada (200 mg.L-1) para assegurar uma desinfecção efetiva do efluente tratado no PML. Acredita-se que o presente trabalho contribuiu para o embasamento técnico de processos e para a definição de parâmetros específicos de qualidade de água de reúso na lavagem de veículos, contribuindo para a elaboração de leis com parâmetros de controle de qualidade e propiciando informação técnica aos setores acadêmicos e produtivos. / This work presents studies integrating processes for the wastewater treatment and water reuse in a commercial car wash (CCW) and locomotives maintenance station (LMC), at bench and pilot scales. The processes consisted of a flocculation column-flotation, followed by sand filtration (FCF-S) and polishing with sodium hypochlorite and/or adsorption on activated carbon. The characterization of the wastewater of the CCW, with samples collected after an oil-water separator device (API) showed mean concentrations values of surfactants of about 20 mg.L-1 (ten times higher than the local emission limit – 2 mg.L-1), low surface tension (33 mN.m-1), moderate organic load (DQO = 239 mg.L-1 e DBO = 104 mg.L-1) and high concentrations of total coliforms (2,4E+06 N.M.P.100mL-1) and E. coli (5,2E+02 N.M.P.100mL-1). The application of water recycling at the CCW was divided into two distinct campaigns. Campaign 1, with the FCF-S process, yielded a reclaimed water with high clarification (turbidity = 8 NTU). Yet, results showed a trend of buildup both in the concentration of BOD and conductivity of the feed wastewater as a function of water cycles. It was also observed a high concentration of total coliforms and E. coli in the wastewater, which were the cause, among other factors, of odors at the car wash pit. In Campaign 2, with the inclusion of a final chlorination (FCF-SC), the total coliforms and E. coli were reduced by 92 and 96%, respectively (2 log removal), in addition to the high clarification of the reclaimed water (average turbidity of 10 NTU), the odors were not noticeable. During the whole study at the LRC, a percentage of water recycling close to 70% was reached for more than 2700 cars washed with an average volume of 130 L per vehicle. The main advantages of the system included the reduction of both: wastewater emission in the storm water drainage network (there was no discharge during both campaigns) and consumption of fresh water, used only in the final rinse of the vehicles as makeup water. The microbiological risk of wastewater and reclaimed water of the CCW was estimated using a beta-Poisson model and the microorganism E. coli as the etiological agent. The results showed that in an exposure scenario of users (customers) of the CCW, the risk was always low. However, these risks were relatively high (10-3 in the case of the wastewater and 10-3 for the reclaimed water) for the operators. Thus, a limit of 200 CFU.100mL-1 of E. coli in the reclaimed water has been proposed so that the risk is acceptable to the operators (10-3) and a dose of sodium hypochlorite at concentrations between 15 and 20 mgCl2.L-1 (obtained in bench-studies) was suggested to reach this level of disinfection. After determining chlorine dosage and after jar-tests at laboratory with different reagents (tannin based polymer - TBP and polyaluminium chloride - PAC), it was applied a mass balance to estimate the concentrations of water quality parameters in the reclaimed water with increasing water cycles. The results indicated that, by fixing the percentage of water recycling at 70%, the TDS and chloride concentrations stabilized after 40 water cycles for the two evaluated reagents and these values were lower than literature reference limits (TDS = 1000 mg.L-1 and chloride = 400 mg.L-1), suggesting a low corrosion potential of this treated water. A preliminary economic-operational assessment of the proposed water recycling system showed that the payback of the FCF-S equipment could occur within a period of time close to 62 months. Regarding the studies at the LMS, the following characteristics of the wastewater were observed: alkaline pH, low biodegradability, high organic load (COD = 1608 mg.L-1 and BOD = 525 mg.L-1);17 mg.L- 1 surfactants concentration and the presence of coliform organisms (E. coli = 2,4E+05 NMP.100mL-1). Thus, the wastewater did not meet the local emission limits of the parameters pH, BOD, COD, TSS, oil and grease, surfactants, phosphorus and sulfide, which shows a high pollution potential for the receiving water bodies. The treatment conducted at pilot-scale, with stages of equalization, coagulation and FCF-S process resulted in a high efficiency for the removal/reduction of the parameters: turbidity (97%), TSS (91%), COD (76%), BOD (70 %), phosphorus (80%), nitrogen (57%), sulfide (76%) and oil and grease (51%). With the exception of COD, BOD and surfactants, other monitored parameters were below the standard emission limits, and a polishing stage with activated carbon (3 kg.m-3, pH 7 and 30 min of contact), at bench level, would allow a discharging water having those parameters meeting the local environmental standards. The breakpoint chlorination studies in laboratory indicated a very high dosage of chlorine (200 mg.L-1) to ensure effective disinfection of the treated wastewater in the LMS. This work contributed for technical advances of processes assisting the specification of the quality parameters in reclaimed water for washing vehicles; contribute for the development of legislation on quality control parameters (especially those related to microbiological risks) and provides technical information for the academic and industrial sectors.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-06-06T12:00:53Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1865685 bytes, checksum: 312c6ff5ca16a7cd5c2b8bd1317dbe0e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-06T12:00:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1865685 bytes, checksum: 312c6ff5ca16a7cd5c2b8bd1317dbe0e (MD5) Previous issue date: 2016-06-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / As indústrias de cosméticos têm grande importância na economia nacional, com elevada representação por empreendimentos de pequeno e médio porte. Os processos produtivos desses empreendimentos são responsáveis pela geração de efluentes considerados de grande potencial poluidor, devendo ser tratados adequadamente antes de seu lançamento. A presente pesquisa teve como objetivo o estudo da tratabilidade de efluentes líquidos provenientes de duas indústrias de cosméticos capilares de pequeno porte. O levantamento bibliográfico realizado apontou lacunas no que se refere ao tratamento de efluentes dessa tipologia industrial, tanto com relação às técnicas de tratamento, considerando por exemplo a variabilidade dos efluentes reais, quanto à importância em se considerar a redução da carga tóxica dos mesmos. Uma batelada de testes de toxicidade com espécies de três níveis tróficos (produtores primários e consumidores primários e secundários) indicaram os microcrustáceos Daphnia similis e Ceriodaphnia dubia como organismos-teste mais sensíveis aos efluentes brutos gerados pelas indústrias de cosméticos capilares, embora tenha sido observada elevada sensibilidade das demais espécies testadas (Raphidocelis subcapitata, Hyalella azteca e Danio rerio). A menor toxicidade foi observada para o peixe D. rerio, com índice CE(I)50 de 2,7 %, o que ainda representa elevada toxicidade aguda. Estudos de tratabilidade por ensaios em escala de bancada foram realizados para processos físico-químicos de coagulação/floculação, processos de separação por membranas de ultrafiltração e nanofiltração e combinação desses com processo de adsorção em carvão ativado em pó. Os tratamentos físico-químicos permitiram elevadas reduções de turbidez e óleos e graxas. Foram também alcançadas, em maior ou menor grau, reduções da DQO total e toxicidade, mas somente após a adsorção foram obtidas reduções de matéria orgânica dissolvida. Testes de biodegradabilidade aeróbia e anaeróbia indicaram a viabilidade do tratamento biológico, mas com questões ainda a serem elucidadas, como a contribuição de processos abióticos na redução da matéria orgânica e o efeito de subprodutos ou metabólitos das reações biológicas sobre a toxicidade das amostras tratadas. / The cosmetic industry contributes greatly to the national economy, with a high percentage of small and medium-sized enterprises. Despite major financial constraints, the small-scale industrial processes are responsible for wastewater generation with high pollution potential that should be treated appropriately before released to the environment. This research aimed to study the treatability of two small hair care products industries wastewaters. The technical literature revealed shortcomings in cosmetic industry wastewater treatment, regarding treatment techniques, considering the large variability in wastewater quality, as well as the need for toxicity reduction. Toxicity tests were performed with aquatic species from three trophic levels (primary producers and primary and secondary consumers) and indicated microcrustaceans Daphnia similis and Ceriodaphnia dubia as the most sensitive test organisms, although all species (Raphidocelis subcapitata, Hyalella azteca and Danio rerio) showed high sensitivity, with the highest toxicity index (lowest toxicity) found for the fish D. rerio (2,7 %). Bench-scale treatability studies were performed, including coagulation/flocculation physicochemical processes and membranes filtration. Both of these techniques were also combined with powdered activated charcoal adsorption. Physicochemical treatments reduced turbidity and oils and greases. They also achieved some degree of toxicity and total COD reductions, but dissolved organic matter content was only reduced after adsorption. Aerobic and anaerobic biodegradability tests indicated the feasibility of applying biological treatment at full scale, but there are still points to be elucidated, such as the contribution of abiotic processes in the reduction of organic matter and the effects of by-products or microbial metabolites on the toxicity of treated wastewaters.

Made available in DSpace on 2015-08-20T17:09:39Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-02-09. Added 1 bitstream(s) on 2015-08-20T17:26:41Z : No. of bitstreams: 1 000834118.pdf: 3610140 bytes, checksum: e32d2caddb319b85114ab806394a9da0 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A floculação é etapa fundamental no tratamento de água para abastecimento público sendo essencial para remoção do seu papel material particulado. O conhecimento da distribuição do tamanho das partículas floculentas torna-se de grande valia para a compreensão dos processos que envolvem a remoção desses flocos bem como a tecnologia de tratamento a ser adotada. Neste trabalho, foi avaliado o produto do gradiente médio de velocidade de flobulação (Gf) pelo tempo de floculação (Tf), GT também definido como número de Camp (NC), sob a ótica da distribuição de tamanho de partícula (DTP). Para tal, foi empregada técnica dedicada de captura e de tratamento de imagens visando obtenção da DTP e de seus parâmetros representativos. Foram investigados diferentes valores de NC (18000, 36000, 54000 e 72000) para a avaliação da eficiência da sedimentação em diferentes velocidades associadas (0,5; 1,5; 2,5; 3,5 e 5,0 cm/min). Os resultados demonstraram que o desempenho da sedimentação nas distintas velocidades investigadas é sensível ao valor de NC. Para um mesmo NC o gradiente médio de velocidade foi determinante, sendo os melhores resultados obtidos para Gf de 20s. Mantida a mesma velocidade de sedimentação de 2,5 cm/min verificou-se eficiência de remoção de turbidez praticamente constante, por volta de 70% para valores de número de Camp de 24000, 36000 e 54000 ao passo que para os extremos, 18 e 72 mil houve queda na eficiência. Em relação à DTP verificou-se, por meio da análise de seu parâmetro característico β, que este é sensível a variação do produto GT, sendo mais sensível aos valores de G para determinados valores de T. Em linhas gerais, o trabalho mostrou que o aumento da energia fornecida durante a floculação implica em menor alteração da dinâmica da distribuição de tamanho de partículas, estabelecendo uma relação inversa de proporção entre energia e a variação do parâmetro... / Flocculation is a paramount step in water treatment for public supply, in addition, is essential to remove the particulate material. The knowledge about the distribution of the flocculent particles size becomes important to the flocculent particles size becomes important to understand the process of flocs removal and the treatment technology that must be adopted. In this study was evaluated the product of the average velocity gradient flocculation (Gf) by time of flocculation (Tf), GT is also defined as Camp number (NC), according to the particle size distribution (PSD). In this case, the technique of image treatment was used to obtain the PSD and the others representatives parameters. Wete investigated different values of NC (18000, 24000, 36000, 54000 e 72000) for evaluation of the sedimentation efficiency in different associated velocities (0,5;, 1,5; 2,5; 3,5 e 5.0 cm/min). The results show that NC is fundamental for the sedimentation performance in all velocities. For the same NC the average of the velocity gradient was determinant, being one of the best results for Gf= 20 s. If the velocity of sedimentation is constant (2,5 cm/min) is possible to conclude that the turbidity removal efficiency maintain 70% fir Cam numbers around 24000, 36000 and 54000. In the order hand, for extrem values 18 and 72 thousand exist a reduction of efficiency. In relation with PSD, is possible to analyze your characteristic parameter β that is sensible according with the provided energy. In conclusion, the case of study show that the increase of provided energy during flocculation results in reduction of dynamic alteration about particle size distribution, establishing inverse proportion between energy and variation of the chaacteristic parameter β. This happens due to flocs action of rupture that contributes to reach the equilibrium state of the flocculent particles in less time of flocculation. Moreover,high values of Gf and NC imply high values... / FAPESP: 2013/01634-3